帶材卷取過程中壓尾輥的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及金屬壓力加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種帶材卷取過程中壓尾輥的控制方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 卷材連軋過程中，當(dāng)卷至帶材尾部時，需要在合適的時機向布置在卷取機上方的 帶材壓尾輥的驅(qū)動機構(gòu)發(fā)送投入信號，使壓尾輥在行走一段時間后能夠在合適的時機壓住 帶材的尾部，既要確保帶材的尾部能夠緊貼卷面，又要保證卷材的外幾圈不發(fā)生松層現(xiàn)象。
[0003] 壓尾輥接觸的帶材部分，一般會因表面質(zhì)量過差而報廢。因此，若壓尾輥投入過 早，也會增長表面質(zhì)量不合格的部分，降低成材率；壓尾輥投入過晚，卷材的外幾圈易松層 而無法直接進入包裝工序，必須要將外部松層的帶材切除，這意味著增加了多余的工序，造 成人力物力的浪費。
[0004] 目前，各生產(chǎn)廠均由操作員根據(jù)操作經(jīng)驗對壓尾輥的投入進行控制，但當(dāng)帶材拋 尾速度過快時，依靠人為的操作很難保證控制的精度。即使某些自動化程度較高的生產(chǎn)廠， 能夠通過基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)對壓尾輥的投入時間進行計算并執(zhí)行，但限于設(shè)備配置及對工藝 的考慮不周，計算還存在較大的誤差，當(dāng)前仍然無法保證卷材具有較高且穩(wěn)定的尾部卷取 質(zhì)量和成材率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種帶材卷取過程中壓尾輥的控制方法，這種方法可以解決 現(xiàn)有帶材卷取過程中活壓尾輥壓緊帶材的時機不精確，帶材尾部卷取質(zhì)量和成材率不高的 問題。
[0006] 為了解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：這種帶材卷取過程中壓尾輥的控 制方法包括以下步驟： A、 在帶材卷取過程中，從帶材開始卷取到卷取結(jié)束的卷取周期內(nèi)，卷取機的卷軸每轉(zhuǎn) 過一圈，基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)就計算一次卷繞在卷軸上的卷材的實時外半徑； B、 根據(jù)步驟A中實時計算的卷材外半徑，計算壓尾輥的實時預(yù)擺位置，將壓尾輥調(diào)整 到計算得到的預(yù)擺位置，等待基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)發(fā)送壓尾的信號； C、 計算帶材即將從活動夾送輥和固定夾送輥間輥縫中拋出時的卷軸轉(zhuǎn)動圈數(shù)，當(dāng)安裝 在卷軸上的編碼器檢測到卷軸轉(zhuǎn)到該圈數(shù)時，由基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)向壓尾輥發(fā)送壓尾信號， 使壓尾輥夾緊卷材外圈表面。
[0007] 上述帶材卷取過程中壓尾輥的控制方法的技術(shù)方案中，更具體的技術(shù)方案還可以 是：卷材的實時外半徑的計算式為： Cout= C in+rrpm · h 式中，（：_為卷材外半徑的實時值，單位為米；Cin為卷材的內(nèi)半徑，單位為米，該值是由 卷軸的直徑以及卷軸的漲縮量決定的，根據(jù)各生產(chǎn)廠卷取機的設(shè)備選型條件可以得到；r_ 為卷取周期內(nèi)卷軸轉(zhuǎn)過的圈數(shù)，卷軸每轉(zhuǎn)過一圈，該值加 I ;h為帶材的成品厚度，單位為 米； 卷材外半徑的最大值的計算式為：
【主權(quán)項】
1. 一種帶材卷取過程中壓尾輥的控制方法，其特征在于包括以下步驟： A、 在帶材卷取過程中，從帶材開始卷取到卷取結(jié)束的卷取周期內(nèi)，卷取機的卷軸每轉(zhuǎn) 過一圈，基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)就計算一次卷繞在卷軸上的卷材的實時外半徑； B、 根據(jù)步驟A中實時計算的卷材外半徑，計算壓尾輥的實時預(yù)擺位置，將壓尾輥調(diào)整 到計算得到的預(yù)擺位置，等待基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)發(fā)送壓尾的信號； C、 計算帶材即將從活動夾送輥和固定夾送輥間輥縫中拋出時的卷軸轉(zhuǎn)動圈數(shù)，當(dāng)安裝 在卷軸上的編碼器檢測到卷軸轉(zhuǎn)到該圈數(shù)時，由基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)向壓尾輥發(fā)送壓尾信號， 使壓尾輥夾緊卷材外圈表面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶材卷取過程中壓尾輥的控制方法，其特征在于：卷材的實 時外半徑的計算式為： Cout=Cin+rrpm ?h 式中，（：_為卷材外半徑的實時值，單位為米；Cin為卷材的內(nèi)半徑，單位為米，該值是由 卷軸的直徑以及卷軸的漲縮量決定的，根據(jù)各生產(chǎn)廠卷取機的設(shè)備選型條件可以得到；r_ 為卷取周期內(nèi)卷軸轉(zhuǎn)過的圈數(shù)，卷軸每轉(zhuǎn)過一圈，該值加I ;h為帶材的成品厚度，單位為 米； 卷材外半徑的最大值Cmax的計算式為：
式中，G為卷材的總重量，單位為噸；B為卷材的寬度，單位為米；P為卷材的密度，單位 為噸/立方米，均為可測量得到的值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶材卷取過程中壓尾輥的控制方法，其特征在于：壓尾輥的 實時預(yù)擺位置的計算步驟如下： 以通過卷軸的水平線為零標(biāo)高線，即該零標(biāo)高線標(biāo)示的水平面的高度為零，以偏導(dǎo)輥 鉛垂中心線與零標(biāo)高線的交點Q作為為坐標(biāo)原點建立直角坐標(biāo)系，假設(shè)壓尾輥的預(yù)擺高度 為Iltl，則I ltl的計算式為： Iio= y D+I9 ? sin 0 式中，e為壓尾輥的運行軌跡線與水平線的夾角，單位為度；將壓尾輥與卷外圈相接 觸的點記為點D，壓尾輥預(yù)擺位置的中心點到點D的長度為I9，單位為米；將壓尾輥壓緊位 置的中心點記為點M，將壓尾輥起始位置的中心點記為點N，線段MN為壓尾輥的運行軌跡 線； 壓尾輥預(yù)擺位置的中心點到點D的長度I9的計算式為： I9= Y+Ry 其中，Y壓尾輥達到預(yù)擺位置時，其輥面與卷材外圈的距離，單位為米；Ry壓尾輥的輥子 半徑，單位為米； 點D的縱坐標(biāo)yD的計算式為：
其中，I2為偏導(dǎo)輥中心線與卷軸中心線的水平距離，單位為米；14為偏導(dǎo)輥中心線與壓 尾輥初始位置中心線的水平距離，單位為米；I5為壓尾輥初始位置中心點的高度，即點N的 高度，單位為米；則點N的坐標(biāo)為（1 4, I5)，且直線麗的斜率為tan 0。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶材卷取過程中壓尾輥的控制方法，其特征在于：計算帶材 即將從活動夾送輥和固定夾送輥間輥縫中拋出時的卷軸轉(zhuǎn)動圈數(shù)的步驟如下： (1) 壓尾輥從預(yù)擺位置至壓緊位置所用時間計算 壓尾輥從預(yù)擺位置移動至夾緊位置所用的時間ty的計算式為： ty= Y/v y 其中，vy為壓尾輥移動速度，單位為米/秒； (2) 卷材總長度的計算 假設(shè)卷材的總長度為Iall，單位為米，根據(jù)體積不變原則，Iall的計算式為：
將活動夾送輥和固定夾送輥的接觸點記為點E，將夾送輥組夾緊帶材時未卷取部分的 帶材所在直線與卷外圈所形成圓的切點記為點C，在卷取過程中，將卷材的總長度劃分為三 部分，第一部分為壓尾輥接收到壓緊信號時活動夾送輥和固定夾送輥輥縫前的所有軋件部 分，根據(jù)該部分軋件的體積和成品厚度，計算出成品厚度下的等效長度I f，單位為米；第二 部分為從點E至點C的長度Is，單位為米；第三部分為已經(jīng)卷取成功部分的長度l t，單位為 米；卷材的總長度Iall= I f+ls+lt 其中，It的計算式為：
其中，I7為活動夾送輥和固定夾送輥接觸點至卷軸中心點的距離（即EP的長度），單 位為米； (3) 壓尾輥壓緊信號時間點的計算 基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)向壓尾輥發(fā)送壓緊信號時帶材運行速度Vf的表達式為： Vf safe ^acc 其中，vf的單位為米/秒；V saft為壓尾輥壓緊時帶材運行速度，單位為米/秒；a a。。為卷 取機卷軸旋轉(zhuǎn)的減速度，單位為米/平方秒； 進而可得到If的值為：
式中，Isafe為帶材尾部距離活動夾送輥和固定夾送輥之間輥縫的安全等效長度，單位 為米； 則It的值為：
即隨著卷取過程的不斷進行，It部分逐漸變長，當(dāng)It的值增大到滿足上式時，基礎(chǔ)自 動化系統(tǒng)在該時刻向壓尾輥發(fā)送夾緊信號，則能夠保證帶材尾部行進至距離點E的長度為 Isaft時，壓尾輥恰好夾緊帶材； 假設(shè)當(dāng)檢測到卷軸上已經(jīng)成功卷取的圈數(shù)為r_= R_時，基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)向壓尾輥 發(fā)送壓緊信號，則聯(lián)立式（1)和式（2)可得：
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種帶材卷取過程中壓尾輥的控制方法，涉及金屬壓力加工技術(shù)領(lǐng)域，它包括以下步驟：在帶材卷取過程中，從帶材開始卷取到卷取結(jié)束的卷取周期內(nèi)，卷取機的卷軸每轉(zhuǎn)過一圈，基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)就計算一次卷繞在卷軸上的卷材的實時外半徑；根據(jù)實時計算的卷材外半徑，計算壓尾輥的實時預(yù)擺位置，將壓尾輥調(diào)整到計算得到的預(yù)擺位置，等待基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)發(fā)送壓尾的信號；計算帶材即將從活動夾送輥和固定夾送輥間輥縫中拋出時的卷軸轉(zhuǎn)動圈數(shù)，當(dāng)安裝在卷軸上的編碼器檢測到卷軸轉(zhuǎn)到該圈數(shù)時，由基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)向壓尾輥發(fā)送壓尾信號，使壓尾輥夾緊卷材外圈表面。本發(fā)明能有效抑制卷材外層的松層現(xiàn)象，減少帶材尾部質(zhì)量不合格的長度，提高成材率。
【IPC分類】B21C47-02, B21C47-26
【公開號】CN104815869
【申請?zhí)枴緾N201510182422
【發(fā)明人】許磊, 劉栩, 蔣婷, 李江宇, 呂鑫
【申請人】廣西柳州銀海鋁業(yè)股份有限公司
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年4月15日